전기에너지 특허 및 시장정보
전기차용 충전기 시장 2020년에 444만대 전망
태양전지용 Backsheet 시장
Backsheet는 태양전지의 내후성을 위해 사용되는 주요 부품재료로써, 크게 불소계열과 비불소 계열로 분류할 수 있다.
2002년 ISOVOLTAIC에서 Polyamide를 적용한 비불소계열의 Backsheet를 처음 선보인 이후 Coveme, DNP, Dunmore, Toppan Printing 등이 잇따라 비불소 계열 Type의 제품을 시장에 내어놓기 시작했다. 이후 태양광 시장이 활황기에 불소필름의 수급문제 및 저가격화가 이슈로 떠오르면서 불소계열보다는 비불소계열의 Backsheet 이 활발히 출시되는 양상을 보였다.
하지만 Double layer에서 Single layer로 제품의 구조가 점차 변화되어 불소필름의 수급문제가 완화되고 비불소계열의 안정성 문제가 끊임없이 제기되면서 향후 비불소계열의 제품출시는 당분간 저조한 양상을 띨 것으로 예상한다.
향후 비불소 계열보다 상대적으로 높은 가격대를 형성하고 있는 불소계열의 제품의 M/S가 점진적으로 증가할 것으로 예상하여 2013년 Backsheet는 약 1조 7천억원대의 시장이 형성될 것으로 전망된다. <출처: SNE리서치>
전 세계 전기자동차용 충전기 산업 및 표준화 동향과 시장 전망
각국 정부는 차량에서 발생하는 환경 유해 가스 규제를 강화하면서 친환경 차량인 PEV(Plug in EV: PHEV, BEV) 도입을 정책적으로 추진하고 있다. 이에 따른 전기차 보급 활성화를 위해서 각국 정부는 주요 대도시를 중심으로 공공용 충전 인프라 구축을 위해 완속 및 급속 충전기를 보급하고 있다.
일본은 전기차 보급뿐만 아니라 산업 육성을 위해서 올 2013년 1월에는 향후 1년 동안 10만대의 충전기를 보급하겠다는 야심 찬 목표를 발표까지 하고 있다. 정부 주도의 공공용 충전 인프라(Non-Residential Level 2) 구축과 지속적인 전기차의 개인 보급에 따른 가정용 충전기(Residential Level 1) 보급 확대로 이러한 전기차용 충전기 시장은 2012년 14만 6천대에서 2020년에 444만대 규모로 CAGR 60% 성장이 전망된다.
또한 충전기 매출액 규모는 2012년 2억달러에서 2020년에는 21억달러 규모로 약 10배 이상의 성장이 예상된다. 기술개발 초기 단계에 있는 전기차용 무선 충전기는 일본에서 표준 규격이 발표되는 2015년 이후에나 상업적인 시장이 형성될 것으로 보이고 있다.
한편 최근 전기차의 충전시간을 단축하기 위한 급속충전기(DC Faster Charger) 보급도 점진적으로 확대되는 상황에서 기존 일본 CHAdeMO 중심의 급속 충전 규격이 시장의 주류가 이루어졌으나 최근 들어서 유럽 및 미국의 자동차 업체들이 콤보방식의 충전 규격을 독자적으로 추진하면서 전기차 충전 규격이 양립화 조짐이 보이고 이에 따른 주도권 싸움이 전기차 시장에서 한창 벌어지고 있다. 또한 중국도 자국 산업 및 시장을 보호하기 위해서 독자적으로 충전 규격을 만들어 가고 있다.
<출처: SNE리서치>
떠오르는 ESS 시장의 강자, Flow Battery
ESS(전력저장장치)는 발전소~송전~변전소~배전~수용가에 이르는 전기를 생산하고 사용하기까지 전기를 저장하는 장치를 말한다. 대표적으로 양수발전소나 UPS(무정전전원공급장치)는 과거부터 널리 사용되고 있는 대표적인 ESS이다.
그러나 이들을 포함하여 ESS 응용시장은 모두 19개 분야에 이르고 있다. 또한, 이들 응용시장에 적용될 다양한 기술의 ESS 제품들이 경합 중으로 Flow Battery는 향후 가장 다양한 시장에 적용될 잠재 가능성을 지닌 기술이다.
2012년까지 전 세계에서 설치된 Flow Battery는 소규모의 것을 제외하고 약 85개 정도로 약 343MWh 이상이 설치되었고, 최근 들어 설치가 더욱 활발해지고 있다. 이들의 주 용도는 Load leveling, Renewable Capacity Firming, Micro Grid System, UPS, Frequency Regulation 등이 중심이었다.
Flow Battery는 2012년을 기준으로 전체 ESS 시장의 0.5% 정도 차지하고 있지만, 2020년에는 25% 수준으로 확대될 것으로 예상한다. <출처: SNE리서치>
스마트 빌딩용 무선 제어시스템 2020년까지 3,600만대 초과 전망
무선 기술이 드디어 상용 빌딩 제어 시장의 주류로 등장했다. 빌딩 자동화와 제어는 이미 수십 년에 걸쳐 사용됐지만 기존에는 통신과 전력 공급을 위한 케이블 배선에 관한 설계 업무와 작업량이 해결해야 할 숙제였다. 무선 네트워크를 사용함에 따라 이러한 문제에 시달리지 않고 빌딩 시스템을 더 세밀하게 제어할 수 있게 될 것이다.
(주)글로벌인포메이션은 Navigant Research가 최근 ‘스마트 빌딩용 무선 제어 시스템’ 보고서를 발행했다고 밝혔다. 이 보고서에서는 빌딩 자동화 시스템용 무선 제어 시스템의 전 세계 출하량이 2020년까지 3,600만대를 넘어설 것이라고 내다봤다.
Navigant Research의 수석 리서치 디렉터인 Bob Gohn은 “적어도 10년 이상에 걸쳐 다양한 방식의 무선 제어가 사용됐지만, 지금은 ZigBee와 EnOcean 표준 규격이 도화선이 되어 시장 주류에서의 무선 제어가 채용되고 있다. 무선이 기존 유선 제어를 모두 대체할 수 있지는 않지만, 빌딩 자동화 공급업체가 보유해야 하는 솔루션 중 하나로서 없어서는 안 되는 것이 될 것이다. 특히 개조 공사 프로젝트의 경우는 더욱 그러하다”고 말했다.
각 기업 독자의 솔루션이 사용되고 좀처럼 표준 사양이 책정되지 않았던 시기가 몇 년간 지속하였다. 하지만 지금은 ZigBee와 EnOcean과 같은 개방형 표준이 각 기업의 독자적인 무선 기술을 대체하고 있고, 디바이스의 호환성을 확보할 수 있으며, 간단하게 설치하고 운용할 수 있게 되었다. 이 보고서의 조사 결과에서는 2020년까지 무선 빌딩 및 제어 시스템의 전체 출하량 중 절반 이상을 ZigBee와 EnOcean 호환 제품이 차지할 것으로 나타났다. <출처: 글로벌인포메이션>
프로스트 앤 설리번, 일본 원자로 폐쇄 탓 풍력발전산업 호황 전망
유럽을 비롯한 선진국들이 경제 침체로 불경기에 허덕이고 있는 가운데, 신재생 에너지 기술 중 핵심 성장 동력이 되고 있는 풍력 산업은 2009년 이후 처음으로 전년대비 두 자리 수의 성장률을 기록하는 저력을 보여줬다.
미국의 연방세 공제 확대와 더불어 최근에는 일본이 후쿠시마 근해 ‘오프쇼어 윈드 팜(Offshore Wind Farms)’에 투자할 것이라는 발표에 힘입어 2013년에는 풍력 산업이 예전의 영광을 되찾을 수 있을 것으로 기대된다. 전폭적인 정부 지원과 가격 하락, 기술 발전으로 풍력 시장은 앞으로 꾸준한 성장을 이어갈 것으로 전망된다.
프로스트 앤 설리번 에너지 및 환경 산업부의 수치트라 스리람(Suchitra Sriram) 프로그램 매니저에 따르면 “2011년 대지진과 쓰나미의 여파로 폐쇄된 일본 원자로는 재생 에너지 기술에 대한 시각을 변화시켰다”고 말했다.
일본은 에너지 자급자족이나 에너지 보안에 대한 강제적인 요구로 높은 비용이 들고 전선망 연결과 관련한 문제가 있음에도 불구하고 오프쇼어 윈드(Offshore Wind)의 잠재력을 활용할 계획이다. 한편 복잡한 건설 가이드라인과 계통 연계성(Grid Connection) 문제로 2008년 이후로 일본의 온쇼어 윈드(Onshore Wind) 개발에 대한 결과는 암울하기만 했다.
세계 오프쇼어 윈드 발전을 선도하고 있는 유럽 시장과는 달리, 아태지역은 더딘 진행 속도를 보이고 있다. 하지만 해상풍 프로젝트에 대한 일본의 적극적인 홍보 계획으로 세계 오프쇼어 윈드 팜 중심이 서양에서 동양으로 옮겨질 것으로 전망된다.
스리람 연구원은 “1GW의 거대한 용량으로 증축을 계획하고 있는 후쿠시마 해상풍력 발전 프로젝트를 대표적인 예로 들 수 있다. 이는 안전성에 대해 말이 많은 원자력 발전소를 충분히 대체할 수 있을 거라 기대된다”고 말했다.
더욱이 원자력 발전소 개발에 아주 민감한 반응을 보인 지역에 이런 신재생 에너지 기술이 제 역할을 톡톡히 해내겠다는 점이 강조되고 있다. 이 프로젝트가 시행되기만 하면 일본은 아태지역의 풍력시장을 선도하는 위치에 올라갈 수 있을 것이다.
후쿠시마 근해에서 진행될 이 야심 찬 프로젝트는 시공에만 어마한 비용이 들 것으로 예측되기 때문에 일본 정부 헌신과 지원이 해상풍력발전 산업 추진에 중요했다.
지난 몇 년간 온쇼어 윈드 에너지 시장 침체기가 이어지면서 일본 현지의 몇몇 풍력 발전용 터빈 제조업체들은 유럽이나 미국 시장으로 눈을 돌렸다. 하지만 최근 일본에서 오프쇼어 윈드 팜 개발에 대한 관심이 높아지면서 현지 엔지니어링 업체와 건설 업체뿐만 아니라 글로벌 풍력 발전용 터빈 제조업체들 역시 다시 일본 시장으로 눈을 돌릴 것으로 기대된다.
<출처: 프로스트 앤 설리번 인터내셔널>
프로스트 앤 설리번, 유럽 산업 애플리케이션용 리튬이온전지 시장
산업용 애플리케이션에서 리튬이온전지는 아직 손길이 닿지 않은, 미개발 시장으로 상당한 성장 잠재력이 있을 것으로 기대된다. 무선기기, 데이터 통신 장비, 그리고 신재생 전력을 저장시킬 에너지 저장용 애플리케이션에 대한 필요성이 높아져 리튬이온전지 수요 역시 더욱 높아질 것으로 보인다.
프로스트 앤 설리번 한국지사가 발표한 유럽 산업 애플리케이션용 리튬이온전지 시장 분석 보고서에 따르면, 2012년 해당 시장은 약 7억4,820만 달러의 수익을 얻은 것으로 조사됐으며 2017년 시장 수익은 약 16억4,420만 달러에 달할 것으로 예측됐다. 해당 보고서는 산업 장비, 의료 장비, 항공우주 및 방위, 데이터 수집, 에너지 저장, 전기 통신 및 데이터 통신, 이 6가지의 핵심 애플리케이션 부문들을 중점으로 다뤄졌다.
프로스트 앤 설리번 에너지 및 전력 공급 산업부의 수바 아룬쿠마(Suba Arunkumar) 산업 매니저는 “산업용 애플리케이션에 리튬이온전지를 활용시킬 수 있는 주된 이유는 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게, 성능 향상, 그리고 긴 생명주기라는 큰 이점들을 가지고 있기 때문이다. 가격은 비싼 건 사실이지만 이런 리튬이온의 고유한 장점들의 매력이 더 강조되고 있다”고 전했다.
이러한 특징들에 힘입어 특히 에너지 저장 애플리케이션에서의 리튬이온전지에 대한 잠재력이 매우 크다. 하지만 2012년 전체 수익 대부분을 백업 애플리케이션들이 차지했다. 주거용이나 공공용 에너지 저장 시스템이 차지하는 비중은 2015년 이후에나 점차 늘어날 것으로 예상한다.
아룬쿠마 매니저는 “신재생 에너지 사용을 촉진하기 위해 제공되는 장려책들은 생성된 에너지에 대한 자가소비를 늘려 시장 성장을 꾀하려 한다. 이는 리튬이온전지 수요를 높이는 결과로 이어질 것이다”라고 설명했다.
한편 리튬이온전지 초기 비용이 매우 비싸 유동적이지 않은 애플리케이션들에 대규모로 도입시키기에 무리가 있다는 것이 해당 시장 참여업체들에 핵심 과제로 대두하고 있다. <출처: 프로스트 앤 설리번 인터내셔널>
SiC 단결정 기술동향 및 시장전망
SiC Wafer는 고효율 LED와 전력반도체 기판으로 기대를 모아 왔으나 SiC Wafer의 제조기술의 어려움에 따른 높은 가격과 공급업체의 부족 등으로 인하여 시장 성장에 한계가 있었다. 특히 고효율 LED용으로는 미국의 Cree사가 SiC Wafer 공급을 좌우할 뿐만 아니라 관련 특허도 보유하고 있어 실제로 LED용 SiC 시장은 Cree 외 다른 업체의 참여를 기대하기 어려운 시장이다. 그러나 전력반도체 시장은 세계적 공통과제로 부각되고 있는 에너지와 지구환경문제와 관련되어 에너지 총 소비에서 약 35% 정도를 차지하고 있는 전기 에너지 절약기술의 중요성이 점차 증가하고 있다.
에너지를 절약하고 제품을 축소하기 위하여 전력공급 장치나 전력변환 장치에 사용되는 전력 반도체는 고유의 기능을 통해 에너지 효율 제고 및 시스템 안전성, 신뢰성을 좌우하는 역할을 담당하므로 친환경과 에너지 절감이라는 글로벌 이슈를 해결하는 데 기여할 것으로 기대하고 있다.
특히 기존의 실리콘 전력소자에 비하여 이론적으로 전력 소모가 1/100인 SiC 전력소자는 획기적인 에너지 절감 효과가 있을 것으로 기대되고 있다. 또한 고온소자로 응용할 경우 시스템 비용 절감뿐만 아니라 극한 조건에서도 사용될 수 있기 때문에 효과는 아주 클 것으로 예상한다. 이와 같이 SiC 반도체 소자는 그 우수한 특성으로 인해 미국, 일본, 유럽 등 기술 선진국에서는 이미 상당한 수준의 기술 개발과 단결정 기판의 상용화가 이루어지고 있으며, 거대 프로젝트를 구성하여 연구에 박차를 가하고 있다.
이미 전력반도체 업체들은 SiC Wafer 제조업체들과 협력을 강화하면서 SiC 전력소자의 상용화에 박차를 가하고 있다. 향후 모든 전력반도체를 SiC 기반의 반도체로 생산하겠다고 밝힌 일본의 Rohm 사는 지난 2009년 Seimens로부터 독일의 SiC 기판업체인 SiCrystal 사의 주식 74.5%를 취득했으며, 반도체 Application 전문회사인 Power Integration도 2010년 미국의 SiC 업체인 SemiSouth Laboratories, Inc에 전략적 투자(3천만불)를 실시하여 태양광/풍력발전용 인버터, HEV/EV 자동차용 Application을 개발하고 있다. 이에 따라 전 세계 SiC Wafer 시장은 2012년 52.6M$ 규모에서 2013년에는 58.6M$ 규모로 성장할 것으로 예상한다. 시장은 연평균 28.1%로 지속적으로 성장하여 2015년은 87.9M$, 2020년은 552.5M$ 규모로 급성장할 것으로 전망한다. <출처: SNE리서치>
※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 5월 전기에너지 특허 및 시장정보
